混凝土结构材料的物理和力学性能.ppt

2. 冷拔 冷拔是将钢筋用强力数次拔过比其直径小的硬质合金模具。 在冷拔的过程中，钢筋受到纵向拉力和横向压力的作用，其内部晶格发生变化，截面变小而长度增加，钢筋强度明显提高，但塑性则显著降低，且没有明显的屈服点，如图2.24所示。冷拔可以同时提高钢筋的抗拉强度和抗压强度。 2.2 钢 筋 第六十二页，共八十九页，2022年，8月28日 3. 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋是用热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋，如图2.25所示。 它的极限强度与冷拔低碳钢丝相近，但伸长率有明显提高。用这种钢筋逐步取代普通低碳钢筋和冷拔低碳钢丝，可以改善构件在正常使用阶段的受力性能且节省钢材。 2.2 钢 筋 第六十三页，共八十九页，2022年，8月28日 图2.12 混凝土变形模量的表示方法 2.1 混 凝 土 第三十页，共八十九页，2022年，8月28日 (3) 混凝土的变形模量： 在图2.12中O点至曲线任一点应力为 处割线的斜率，称为任意点割线模量或称变形模量。它的表达式为： (2-13) 由于总变形中包含弹性变形和塑性变形两部分。混凝土的变形模量是个变值，它与弹性模量的关系如下： (2-14) 式中， ——弹性系数，与混凝土所受的应力大小有关。 2.1 混 凝 土 第三十一页，共八十九页，2022年，8月28日 (4) 混凝土的切线模量： 过混凝土应力-应变曲线上某一点作一切线，如图2.12所示，其切线的斜率称为该点的切线模量。 (2-15) 可见，混凝土的切线模量是一个变值，它随着混凝土应力的增大而减小。 2.1 混 凝 土 第三十二页，共八十九页，2022年，8月28日 2. 重复荷载下混凝土应力-应变关系(疲劳变形) 图2.13(a)所示，是混凝土棱柱体(150mm×150mm×450mm)在多次重复荷载作用下的应力-应变曲线。 当混凝土棱柱体一次短期加荷，其应力达到A点时，应力-应变曲线为OA，此时卸荷至零，其卸荷的应力-应变曲线为AB，如果停留一段时间，再量测试件的变形，发现变形恢复一部分而到达B'，则BB'恢复的变形称为弹性后效，而不能恢复的变形B'O称为残余变形。 2.1 混 凝 土 第三十三页，共八十九页，2022年，8月28日 图2.13(b)所示是混凝土棱柱体在多次重复荷载作用下的应力-应变曲线。 若加荷、卸荷循环往复进行，当 小于疲劳强度 时，在一定循环次数内，应力-应变曲线也接近直线EF； 如果 大于 ，循环若干次以后，由于累积变形超过混凝土的变形能力而破坏，破坏时裂缝小但变形大，这种现象称为疲劳。塑性变形收敛与不收敛的界限，就是材料的疲劳强度，大致在(0.4～0.5)fc左右，此值与荷载的重复次数、荷载变化幅值及混凝土强度等级有关，通常以使材料破坏所需的荷载循环次数不少于200万次时的疲劳应力作为疲劳强度。 2.1 混 凝 土 第三十四页，共八十九页，2022年，8月28日 (a) (b) 图2.13 混凝土在重复荷载作用下的应力-应变曲线 2.1 混 凝 土 第三十五页，共八十九页，2022年，8月28日 混凝土的疲劳强度与重复作用时应力变化的幅度有关。在相同的重复次数下，疲劳强度随着疲劳应力比值的增大而增大，疲劳应力比值 按下式计算： (2-16) 式中， 、 ——分别表示构件截面同一纤维上的混凝土最小应力及最大应力。 2.1 混 凝 土 第三十六页，共八十九页，2022年，8月28日 3. 单轴受拉时混凝土应力-应变关系 混凝土受拉时的应力-应变曲线形状与受压时是相似的，如图2.14所示： 只不过其峰值应力和应变均比受压时小很多； 受拉应力-应变曲线的原点切线斜率与受压时是基本一致的 ； 当拉应力 ≤0.5ft 时，应力-应变曲线接近于直线，随着应力的增大，曲线逐渐偏离直线，反映了混凝土受拉时塑性变形的发展。 在构件计算中，取 =1×10-4～1.5×10-4。 当 = ft 时，弹性特征系数 ≈ ，相应于ft的变形模量为： 2.1 混 凝 土 第三十七页，共八十九页，2022年，8月28日 图2.14 混凝土受拉时应力-应变曲线 2.1 混 凝